(10分)如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向沿半径进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角,已知带电粒子质量m=3×10-20kg,电量q=10-1

(10分)如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向沿半径进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角,已知带电粒子质量m=3×10-20kg,电量q=10-1

题型:不详难度:来源:
(10分)如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向沿半径进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角,已知带电粒子质量m=3×10-20kg,电量q=10-13C,速度v0=105m/s,磁场区域的半径R=3×10-1m,不计重力,求磁场的磁感应强度。
答案
0.058T
解析


试题分析:画进、出磁场速度的垂线得交点O′,O′点即为粒子作圆周运动的圆心,据此作出运动轨迹AB,如图10-13所示。此圆半径记为r。
 
 
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动


(结果2分,每个式子2分)
点评:本题学生应画出粒子偏转的示意图,画出粒子偏转的圆心和半径,据图找出偏转半径和已知量的关系,求出偏转半径,再由半径公式求相应的物理量。
举一反三
如图所示,匀强磁场的边界为平行四边形ABCD,其中AC边与对角线BC垂直,一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场,不计电子的重力和电子之间的相互作用,关于粒子在磁场中运动的情况,下列说法中正确的是
A.入射速度越大的粒子,其运动时间越长
B.入射速度越大的粒子,其运动轨迹越长
C.从AB边出射的粒子的运动时间都相等
D.从AC边出射的粒子的运动时间都相等

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在甲图中,带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点,如图甲所示,测得GH间的距离为d,粒子的重力可忽略不计。

(1)设粒子的电荷量为q,质量为m。求该粒子的比荷
(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件。
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如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为600。求:

(1) 电子的质量m  (2) 电子在磁场中的运动时间t
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(10分)在边长为a的等边三角形ABC区域内有一匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,一带正电的粒子质量为m,电量为q,由BC边中点O沿平行于AB的方向射入磁场,速度大小为v0,忽略粒子的重力.

(1)若粒子刚好垂直AB边飞出磁场,求粒子在磁场中的运动时间;
(2)如果要求粒子在磁场中的飞行时间最长,求粒子的速度必须满足的条件。
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(10分)如图所示,虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力.求:
(1)电子在磁场中运动的时间t
(2)圆形磁场区域的半径r.
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